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研究代表者の提案したPDINIB(photo-deionization of negative ion beams)法およびPDECB(wavelength-selective photo-dissociation of energetic compound beams)法によって所望の中性フリーラジカル種の"高品質な"定常フラックスビームを効率よく生成し、材料清浄表面に照射して表面におけるフリーラジカルプロセスを精密に制御する技術の開発を、中性フリーラジカルビームの生成実験および反応素過程の第一原理計算に基づく理論設計の両面から進めた。PDINIB法について、中性フリーラジカルビームフラックスの高感度モニターとして、ICD(ion-current difference measurement by laser intensity modulation)法およびPMMP(photoelectron-current measurement by low-frequency electro-modulation probe)法を開発した。さらに、PDINIB装置試作機において、これらの計測法を利用して負イオンビームとCWレーザービームの最適なアライメントなどの系統的な条件出しを行ない、その成果として、高フラックスの中性フリーラジカルビームを再現性良く生成できるようになった。
PDECB法については、これまでの実験成果を踏まえ、電子相関を考慮したab initio分子軌道法に基づく反応設計手法を精密デバイスプロセスの理論設計に利用する技術の開発を進めた。具体的には、dialkyl group-III azideを原料としてPDECB法によりdialkyl group-III nitreneのビームを生成し得ること、および、これらのIII族窒化物biradicaloidの分子ビームを用いIII族窒化物のstoichiometricな薄膜を低温成長させ得ることを明らかにした。
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